CN106300321A - 电源防倒灌电路 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供的电源防倒灌电路在每个电源模块与对应的负载之间设置有防倒灌模块。当电源系统正常工作时，每个电源模块输出的电流经与电源模块对应的防倒灌模块流入负载，为负载供电；当电源系统中的一个或几个电源模块出现故障时，防倒灌模块将故障电源模块与负载断开，其他的电源模块输出的电流依然经对应的防倒灌模块流入负载，而由于防倒灌模块的作用，可以避免正常的电源模块输出的电流流向出现故障的电源模块。本发明实施例提供的电源防倒灌电路与现有的防倒灌电路相比，更适合具有大功率电源的电路，能提高多个电源模块整体的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电路装置领域，具体而言，涉及一种电源防倒灌电路。
背景技术
大型设备普遍采用具有冗余功能的电源系统，且要求电源输出电流较大，正常工作时，电源板块共同为系统供电，而当其中一个或几个电源模块出现故障时，剩余的电源模块将承担所有的负载，而实现这些需要每个电源模块的输出端均设置有防倒灌电路。
现有的防倒灌电路往往是由一个或几个二极管组成，不适合在大电流输出的电源中使用。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电源防倒灌电路，以便在大电流输出的电源中更好地起到防止电流倒流入至电源内部的作用。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电源防倒灌电路，包括：多个电源模块、多个防倒灌模块。所述多个电源模块的数量与所述多个防倒灌模块的数量相同，且电源模块与防倒灌模块相对应。所述多个电源模块并联连接，且所述多个电源模块中的每个电源模块的输出端分别与对应的所述防倒灌模块的输入端相连接，所述多个防倒灌模块中的每个防倒灌模块的输出端均与对应负载相连接。
本发明实施例提供的电源防倒灌电路的有益效果为：
本发明实施例提供的电源防倒灌电路在每个电源模块与对应的负载之间设置有防倒灌模块。当电源系统正常工作时，每个电源模块输出的电流经与电源模块对应的防倒灌模块流入负载，为负载供电；当电源系统中的一个或几个电源模块出现故障时，其他的电源模块输出的电流依然经对应的防倒灌模块流入负载，而由于防倒灌模块的作用，可以避免其他的电源模块输出的电流流向出现故障的电源模块。本发明实施例提供的电源防倒灌电路与现有的防倒灌电路相比，更适合具有大功率电源的电路，能提高多个电源模块整体的可靠性和稳定性。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电源防倒灌电路的结构框图；
图2是本发明实施例提供的电源防倒灌电路中的防倒灌模块的电路图；
图3是本发明另一实施例提供的电源防倒灌电路中的防倒灌模块的电路图；
图4是本发明另一实施例提供的电源防倒灌电路中的防倒灌模块的电路图。
附图标记：
100-电源防倒灌电路；110-电源模块；120-防倒灌模块；200-负载。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
详情请参见图1，图1示出了本发明实施例提供的电源防倒灌电路100的结构框图，该电源防倒灌电路100具体可以包括多个电源模块110以及多个防倒灌模块120，并且所述电源模块110的数量与所述防倒灌模块120的数量相同，且电源模块110与防倒灌模块120一一对应。
详情请参见图1，多个电源模块110具体可以包括四个电源模块110，防倒灌模块120的数量与电源模块110的数量相同，即也为四个。四个电源模块110中的每个电源模块110的输出端分别与对应的所述防倒灌模块120的输入端相连接，所述四个防倒灌模块120中的每个防倒灌模块120的输出端均与对应负载200相连接。
可以理解，多个电源模块110的数量具体可以为四个，当然，也可以为其他数量，电源模块110的具体数量不应该理解为是对本发明的限制。
上述的四个防倒灌模块120均可以为ORing电路，且所述ORing电路包括第一辅助电源V1、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第一三极管Q1、第一开关K1、第一二极管D1以及第一电容器C1，详情请参见图2。
所述第一辅助电源V1分别与第一电阻器R1以及第二电阻器R2相连接。
所述第一电阻器R1的另一端分别与所述第一三极管Q1的集电极以及第一开关K1的控制端相连接。
所述第二电阻器R2的另一端分别与所述第一三极管Q1的基极以及第一二极管D1的正极相连接。
所述第一三极管Q1的发射极与对应的电源模块110的输出端VCC+相连接，所述第一二极管D1的负极可以与所述负载200相连接。
所述第一开关K1的一端可以与对应的所述电源模块110的输出端VCC+相连接，所述第一开关K1的另一端可以与所述负载200相连接。
所述第一开关K1具体可以为场效应管，所述场效应管的栅极(对应第一开关K1的控制端)与所述第一电阻器R1相连接，场效应管的源极可以与对应的所述电源模块110的输出端VCC+相连接，所述场效应管的漏极与负载200相连接。该场效应管具体可以为N沟道场效应管。
可以理解，第一开关K1具体可以为场效应管，也可以为其他能够起到导通截止作用的电气元件，例如三极管，第一开关K1为何种电气元件不应该理解为是对本发明的限制。
可以理解，场效应管具体可以为N沟道场效应管，也可以为其他类型的场效应管，例如P沟道场效应管，场效应管的具体类型不应该理解为是对本发明的限制。
所述第一电容器C1的一端与述第一辅助电源V1的输出端相连接，所述第一电容器C1的另一端与对应的电源模块110的输出端VCC+相连接。
本发明实施例提供的电源放倒灌电路的工作原理为：
当第一辅助电源V1通过第一电阻器R1导通第一开关K1的控制端(即场效应管的栅极)时，第一开关K1导通(即场效应管的源极与场效应管的漏极导通)，与该防倒灌模块120对应的电源模块110的输出端VCC+向负载200输出电流。此时，从第一辅助电源V1输出的电流还依次经过第二电阻器R2以及第一二极管D1流向负载200的方向。
当有电流沿从负载200向电源模块110的输出端VCC+的方向流动时，从第一辅助电源V1输出的电流经过第二电阻器R2后，不能继续流向第一二极管D1，故从第一辅助电源V1输出的电流流向第一三极管Q1的基极，从而使得第一三极管Q1的集电极与第一三极管Q1的发射极导通。
即从第一辅助电源V1输出的电流依次经过第一电阻器R1、第一三极管Q1的集电极、第一三极管Q1的发射极，而不再导通第一开关K1的控制端(即场效应管的栅极)，故第一开关K1关断(即场效应管的源极与场效应管的漏极截止)，阻止电流由负载200方向流入电源模块110的输出端VCC+方向。因此，本发明实施例提供的电源防倒灌电路100适合在大电流输出的电源中使用，能够较好地防止电流倒流至电源模块110的内部。
详情请参见图3，图3示出了本发明另一实施例提供的防倒灌模块120中的ORing电路的电路图。所述多个防倒灌模块120中的每个均为ORing电路，且所述ORing电路包括第二辅助电源V2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二开关K2以及第二电容器C2。
所述第二辅助电源V2分别与第三电阻器R3以及第四电阻器R4相连接。
所述第三电阻器R3的另一端分别与所述第二三极管Q2集电极以及第二开关K2的控制端相连接。
所述第四电阻器R4的另一端分别与第三三极管Q3的集电极、第三三极管Q3的基极以及第二三极管Q2的基极相连接。
所述第二三极管Q2的发射极与对应的电源模块110的输出端VCC+相连接，所述第三三极管Q3的发射极与所述负载200相连接。
所述第二开关K2的一端与对应的电源模块110的输出端VCC+相连接，所述第二开关K2的另一端与所述负载200相连接。
所述第二开关K2具体可以为场效应管，所述场效应管的栅极与所述第三电阻器R3相连接，场效应管的源极与对应的电源模块110的输出端VCC+相连接，场效应管的漏极与负载200相连接。该场效应管具体可以为N沟道场效应管。
可以理解，第二开关K2具体可以为场效应管，也可以为其他能够起到导通截止作用的电气元件，例如三极管，第二开关K2为何种电气元件不应该理解为是对本发明的限制。
可以理解，场效应管具体可以为N沟道场效应管，也可以为其他类型的场效应管，例如P沟道场效应管，场效应管的具体类型不应该理解为是对本发明的限制。
所述第二电容器C2的一端与述第二辅助电源V2的输出端相连接，所述第二电容器C2的另一端与对应的电源模块110的输出端VCC+相连接。
图3示出的防倒灌模块120的工作原理为：
当第二辅助电源V2通过第三电阻器R3导通第二开关K2的控制端(即场效应管的栅极)时，第二开关K2导通(即场效应管的源极与场效应管的漏极导通)，与该防倒灌模块120对应的电源模块110的输出端VCC+向负载200输出电流。此时，从第二辅助电源V2输出的电流还经过第四电阻器R4分别流向第三三极管Q3的基极与集电极。由于从第二辅助电源V2输出的电流同时流向第三三极管Q3的基极与集电极，从而导通该第三三极管Q3，使得从第二辅助电源V2输出的电流流向负载200的方向。
当有电流沿从负载200向电源模块110的输出端VCC+的方向流动时，从第二辅助电源V2输出的电流经过第四电阻器R4后，由于第三三极管Q3截止，故不能继续流向第三三极管Q3。因此，从第二辅助电源V2输出的电流流向第二三极管Q2的基极，从而使得第二三极管Q2的集电极与第二三极管Q2的发射极导通。
即从第二辅助电源V2输出的电流依次经过第三电阻器R3、第二三极管Q2的集电极、第二三极管Q2的发射极，而不再导通第二开关K2的控制端(即场效应管的栅极)，故第二开关K2关断(即场效应管的源极与场效应管的漏极截止)，阻止电流由负载200方向流入电源模块110的输出端VCC+方向。因此，本发明实施例提供的电源防倒灌电路100适合在大电流输出的电源中使用，能够较好地防止电流倒流至电源模块110的内部。
详情请参见图4，图4示出了图3示出的实施例的一种具体实施方式，图4示出的防倒灌模块120中的ORing电路的电路图与图3示出的ORing电路的电路图的区别在于：
ORing电路还包括第五电阻器R5、第六电阻器R6、第七电阻器R7、第二二极管D2以及第三二极管D3。
所述第五电阻器R5串联于所述第三电阻器R3以及第二开关K2的控制端之间。
所述第六电阻器R6串联于所述第四电阻器R4以及所述第二三极管Q2的基极之间。
所述第七电阻器R7串联于所述第四电阻器R4以及所述第三三极管Q3的基极之间。
所述第二二极管D2串联于所述第二三极管Q2的发射极以及对应的电源模块110的输出端VCC+之间，且所述第二二极管D2的正极与所述第二三极管Q2的发射极相连接，所述第二二极管D2的负极与所述对应的电源模块110的输出端VCC+相连接。
所述第三二极管D3串联于所述第三三极管Q3的发射极以及所述负载200之间，且所述第三二极管D3的正极与所述第三三极管Q3的发射极相连接，所述第三二极管D3的负极与所述负载200相连接。
第五电阻器R5、第六电阻器R6、第七电阻器R7均起到限流的作用，防止电路中电流过大击穿第二三极管Q2以及第三三极管Q3。
第二二极管D2能够与第二三极管Q2配合，进一步起到防止电流反向流动的作用，同时也能降低第二三极管Q2被反向击穿的可能性；第三二极管D3能够与第三三极管Q3配合，进一步起到防止电流反向流动的作用，同时降低第三三极管Q3被反向击穿的可能性。
本发明实施例提供的电源防倒灌电路100在每个电源模块110与对应的负载200之间设置有防倒灌模块120。当电源系统正常工作时，每个电源模块110输出的电流经与电源模块110对应的防倒灌模块120流入负载200，为负载200供电；当电源系统中的一个或几个电源模块110出现故障时，其他的电源模块110输出的电流依然经对应的防倒灌模块120流入负载200，而由于防倒灌模块120的作用，可以避免其他的电源模块110输出的电流流向出现故障的电源模块110。本发明实施例提供的电源防倒灌电路100与现有的防倒灌电路相比，更适合具有大功率电源的电路，能提高多个电源模块110整体的可靠性和稳定性。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。
另外，在本发明实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电源防倒灌电路，其特征在于，包括：多个电源模块、多个防倒灌模块，所述多个电源模块的数量与所述多个防倒灌模块的数量相同，且电源模块与防倒灌模块相对应，
所述多个电源模块并联连接，且所述多个电源模块中的每个电源模块的输出端分别与对应的所述防倒灌模块的输入端相连接，所述多个防倒灌模块中的每个防倒灌模块的输出端均与对应负载相连接。
2.根据权利要求1所述的电源防倒灌电路，其特征在于，
所述多个防倒灌模块为ORing电路。
3.根据权利要求2所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述多个防倒灌模块中的每个均为ORing电路，且所述ORing电路包括第一辅助电源、第一电阻器、第二电阻器、第一三极管、第一开关以及第一二极管，
所述第一辅助电源分别与第一电阻器以及第二电阻器相连接，
所述第一电阻器的另一端分别与所述第一三极管的集电极以及第一开关的控制端相连接，
所述第二电阻器的另一端分别与所述第一三极管的基极以及第一二极管的正极相连接，
所述第一三极管的发射极与对应的电源模块的输出端相连接，所述第一二极管的负极与所述负载相连接，
所述第一开关的一端与对应的电源模块的输出端相连接，所述第一开关的另一端与所述负载相连接。
4.根据权利要求3所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述第一开关为场效应管，所述场效应管的栅极与第一电阻器相连接，所述场效应管的源极与所述对应的电源模块的输出端相连接，所述场效应管的漏极与所述负载相连接。
5.根据权利要求4所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述ORing电路还包括第一电容器，所述第一电容器的一端与所述第一辅助电源的输出端相连接，所述第一电容器的另一端与对应的电源模块的输出端相连接。
6.根据权利要求4所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述场效应管为N沟道场效应管。
7.根据权利要求2所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述多个防倒灌模块中的每个均为ORing电路，且所述ORing电路包括第二辅助电源、第三电阻器、第四电阻器、第二三极管、第三三极管以及第二开关，
所述第二辅助电源分别与第三电阻器以及第四电阻器相连接，
所述第三电阻器的另一端分别与所述第二三极管集电极以及第二开关的控制端相连接，
所述第四电阻器的另一端分别与第三三极管的集电极、第三三极管的基极以及第二三极管的基极相连接，
所述第二三极管的发射极与对应的电源模块的输出端相连接，所述第三三极管的发射极与所述负载相连接，
所述第二开关的一端与对应的电源模块的输出端相连接，所述第二开关的另一端与所述负载相连接。
8.根据权利要求7所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述ORing电路还包括第二电容器，所述第二电容器的一端与所述第二辅助电源的输出端相连接，所述第二电容器的另一端与对应的电源模块的输出端相连接。
9.根据权利要求8所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述ORing电路还包括第五电阻器、第六电阻器以及第七电阻器，
所述第五电阻器串联于所述第三电阻器以及第二开关的控制端之间；
所述第六电阻器串联于所述第四电阻器以及所述第二三极管的基极之间；
所述第七电阻器串联于所述第四电阻器以及所述第三三极管的基极之间。
10.根据权利要求9所述的电源防倒灌电路，其特征在于，所述ORing电路还包括第二二极管以及第三二极管，
所述第二二极管串联于所述第二三极管的发射极以及对应的电源模块的输出端之间，且所述第二二极管的正极与所述第二三极管的发射极相连接，所述第二二极管的负极与所述对应的电源模块的输出端相连接；
所述第三二极管串联于所述第三三极管的发射极以及所述负载之间，且所述第三二极管的正极与所述第三三极管的发射极相连接，所述第三二极管的负极与所述负载相连接。
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